​효율 16%↑·가격 저렴한 페로브스카이트 태양전지 개발

박남규 성균관대 교수 연구팀 성과

[사진=미래부 제공]

아주경제 김봉철 기자 = 국내 연구진에 의해 효율과 성능 안정성 면에서 진일보한 페로브스카이트 태양전지가 개발됐다.

페로브스카이트 태양전지는 공정 단가가 싸고 효율이 높아 전 세계적으로 주목받는 차세대 신재생에너지 기술이다.

미래창조과학부는 26일 박남규 성균관대 화학공학부 교수 연구팀이 이러한 연구 성과를 냈다고 밝혔다.

이 연구팀은 2012년 페로브스카이트 태양전지를 세계 최초로 개발해 원천 특허를 보유하고 있다.

기존에는 페로브스카이트 태양전지를 만들 때 ‘메틸암모늄 양이온’이라는 물질이 많이 쓰였다.

하지만 800㎚(나노미터) 이하의 파장을 가진 빛만 흡수해 태양전지로서의 기능이 제한됐고 물질의 상태가 변하는 상전이 현상이 발생하는 문제가 있었다.

또 빛에 장기간 노출될 때 재료의 성능이 떨어지는 단점도 발견됐다.

연구팀은 메틸암모늄 대신 고순도 ‘포름아미디늄’을 이용해 태양전지의 성능을 대폭 개선했다.

효율은 16% 이상 높아졌고 장기간 빛에 노출된 뒤에도 성능은 그대로 유지됐다. 흡수할 수 있는 빛의 파장도 40nm 확장됐다. 그럼에도 가격은 실리콘 태양전지의 10분의 1 수준으로 유지됐다.

박 교수는 “태양전지 구조와 공정기술을 최적화하면 25% 이상의 효율 향상도 가능할 것으로 기대한다”고 말했다.

이번 연구 성과는 이달 13일 재료분야 국제학술지인 ‘어드밴스드 머티리얼스’(Advanced Materials) 온라인판에 실렸다.